[0001] L'invention se rapporte au domaine de la déminéralisation de produits et dérivés
laitiers à l'exclusion du lactosérum doux de fromagerie, comprenant notamment le lait,
le lactosérum acide de fromagerie, le lactosérum de caséinerie et leurs dérivés, ainsi
qu'un perméat de microfiltration ou d'ultrafiltration d'un lactosérum doux de fromagerie.
[0002] Les produits et dérivés laitiers, liquides ou en poudres, peuvent être utilisés comme
composants des produits infantiles et diététiques, en particulier des laits adaptés
au lait maternel. Les laits et dérivés déminéralisés ont également d'autres applications,
par exemple comme ingrédients de remplacement du lait écrémé en confiserie-chocolaterie
ou dans la fabrication des laits reconstitués.
[0003] Les procédés connus de déminéralisation des produits et dérivés laitiers les plus
efficaces sont l'électrodialyse et l'échange d'ions, qui sont appliqués séparément
ou en combinaison. Dans l'électrodialyse, les sels ionisés en solution dans le lactosérum
migrent sous l'effet d'un champ électrique à travers des membranes sélectivement perméables
aux cations et aux anions et sont éliminés sous forme de saumure. Dans l'échange d'ions,
on utilise l'équilibre ionique entre une résine en tant que phase solide et le lactosérum
à déminéraliser en tant que phase liquide, les ions étant adsorbés sur la résine de
même nature lors de la phase de saturation, puis les résines ensuite régénérées.
[0004] Pour des motifs de productivité, ces deux techniques sont avantageusement combinées
dans un procédé en deux étapes appliqué à la déminéralisation du lactosérum, l'électrodialyse
assurant une première déminéralisation à environ 50-60 % et l'échange d'ions, de préférence
multi-étages avec des résines successives cationique faible et cationique forte, réalisant
la déminéralisation de finition à environ 90-95 %, comme c'est décrit par exemple
dans US-A-4803089.
[0005] Ces procédés ont les inconvénients que l'étape d'échange d'ions nécéssite de grandes
quantités de régénérants chimiques et consomme beaucoup d'eau et que l'électrodialyse
ne peut pas être utilisée au delà d'un taux de déminéralisation > à 60 % à cause de
sa grande demande en énergie électrique.
[0006] L'électrodéionisation, faisant l'objet par exemple de US-A-4632745 ou de US-A-5120416,
réalise la déionisation en continu dans le traitement de l'eau en combinant l'électrodialyse
et l'échange d'ions dans un seul module, ce qui présente les avantages de consommations
faibles d'eau et d'énergie et élimine la nécessité de régénérer chimiquement les résines.
[0007] Cette technique consiste à faire circuler l'eau à déminéraliser à travers un ensemble
de cellules en parallèle délimitées par des membranes semi-perméables cationique et
anionique et contenant un mélange de billes de résine, dénommés compartiments de dilution,
ces compartiments de dilution étant séparés les uns des autres et leur ensemble étant
séparé de l'extérieur par des espaceurs, formant des compartiments dits de concentration,
délimités par des membranes semi-perméables anionique et cationique, le tout étant
placé entre un compartiment cathodique et un compartiment anodique sous tension. On
fait circuler de l'eau de lavage dans les espaces de concentration, ce qui permet
d'éliminer sous forme d'effluent les ions qui s'y concentrent du fait de leur polarité,
en migrant à travers les membranes sous l'effet du champ électrique depuis les compartiments
de dilution vers les compartiments de concentration.
[0008] A la différence de l'électrodialyse, les billes de résine chargées en ions adsorbés
servent maintiennent une conductivité électrique satisfaisante dans les compartiments
de dilution tout au long du processus de déminéralisation. De plus, il n'est pas nécessaire
de les régénérer, puisque les sites saturés en cations et en anions sont échangés
au fur et à mesure contre des ions H
+ et OH
- sous l'effet du champ électrique.
[0009] Dans le procédé selon US-A-4632745, les billes de résine sont incorporées de manière
fixe dans les compartiments de dilution alors que dans le procédé selon US-A-5120416,
les billes sont mobiles et il est possible de les introduire dans les compartiments
de dilution et de les en extraire par circulation sous forme de suspension. Dans ces
procédés connus appliqués à l'eau, les résines se présentent en lit mélangé de billes
de type cationique forte et anionique forte.
[0010] WO 95 29005, concerne un module d'électrodéionisation et un procédé de désalinisation
de liquides utilisant un tel module. Le procédé décrit le traitement de substrats
d'origine lactique est aux pages 36-39, exemple 6. Dans cet exemple (p. 36,1. 23-26),
les compartiments de dilution sont remplis avec un lit mélangé de résines dans une
proportion égale en terme d'équivalent, cationique forte, ou fortement acide (avec
des groupes actifs de l'échangeur de cation sulfoniques) et anionique forte, ou fortement
basique (avec des groupes actifs de l'échangeur d'anion amines quaternaires). Le produit
traité est un lactosérum doux provenant de la fabrication de cheddar (p. 37,1. 4-6).
Dans le même exemple, il est indiqué de façon générale et sans indication des résultats
obtenus que d'autres produits laitiers peuvent être traités (p. 38,1. 23 à p. 39,1.
3). En l'absence d'indication contraire, on doit assumer que les compartiments de
dilution ("filled cell ED") ou les compartiments de dilution et de concentration ("filled
cell EDR") sont remplis avec le même lit mélangé de résines, soit comme indiqué ci-dessus
des résines cationique forte et anionique forte en proportion égale en terme d'équivalent.
[0011] FR-A-2 391 653, concerne un procédé de déminéralisation de lactosérum doux de fromagerie
ou de lactosérum acide de caséinerie par jumelage des opérations classiques d'électrodialyse
et d'échange d'ions ainsi que l'utilisation des substrats déminéralisés dans les aliments,
en particulier les formules infantiles. Les produits de départ ne comprennent pas
de perméat de microfiltration de lait écrémé ni de perméat de microfiltration de lactosérum.
[0012] US-A-5 084 285 a trait à un procédé de déminéralisation de diverses matières premières
lactiques consistant traiter la matière première successivement par électrodialyse,
par échange d'ions sur une résine cationique, puis par échange d'ions sur une résine
anionique, cette dernière étape étant précédée par une addition en boucle soit d'une
partie de la matière première, soit d'une partie de cette dernière après électrodialyse
de manière à ajuster le pH du liquide destiné à l'échange anionique final. Les produits
de départ ne comprennent pas de perméat de microfiltration de lait ou de lactosérum.
[0013] L'invention concerne un procédé de déminéralisation de produits et dérivés laitiers
à l'exclusion du lactosérum doux de fromagerie, caractérisé par le fait que l'on électrodéionise
une matière première liquide d'origine lactique dans un appareil comprenant de compartiments
de dilution et des compartiments de concentration, les compartiments de dilution contiennent
des billes de résines constituées d'un mélange de résine cationique et de résine anionique
faible et les compartiments de concentration soit:
- i) ne contiennent pas de résine,
- ii) contiennent des billes de résines constituées d'un mélange de résine cationique
et de résine anionique faible ou
- iii) contiennent des billes de résine cationique forte,
et
que l'on règle le pH des compartiments de concentration à une valeur inférieure à
5.
[0014] Dans le cadre de l'invention, on désigne par matière première liquide d'origine lactique
un lait écrémé, un perméat de microfiltration ou d'ultrafiltration de lait écrémé,
un lactosérum acide de caséinerie ou de fromagerie, c'est à dire un liquide obtenu
après coagulation de la caséine par acidification, un perméat d'ultrafiltration d'un
tel lactosérum, un perméat de microfiltration de lactosérum, leurs équivalents et
leurs mélanges, ces matières premières pouvant être brutes, concentrées ou encore
reconstituées dans un milieu aqueux à partir de poudres par recombinaison. Une matière
première d'origine lactique utilisable dans le procédé de l'invention exclut un lactosérum
doux de fromagerie, c'est à dire obtenu après coagulation de la caséine par la présure,
un tel produit concentré, par exemple par évaporation ou nanofiltration et également
de tels produits reconstitués à partir de poudres.
[0015] On peut utiliser comme résine tout matériau habituellement utilisé dans l'échange
d'ions, par exemple macroréticulé, sous forme de gel ou macroporeux, pour autant que
ce matériau ait la rigidité compatible avec le confinement en cellules et ne fixe
pas les protéines par absorption ou adsorption.
[0016] Selon un mode de réalisation préféré du procédé, on met en oeuvre l'électrodéionisation
avec un mélange de billes de résine cationique forte et de résine anionique faible
dans les compartiments de concentration et de dilution. Avec ce mode de réalisation,
nous avons constaté que la déminéralisation des anions que l'on désire éliminer, essentiellement
Cl
- et citrates, aussi bien que celle des cations, essentiellement K
+, Na
+, Ca
++ et Mg
++, s'effectuait de manière satisfaisante sans pertes notoires de protéines. Les billes
de résine cationique forte et anionique faible sont en lit mélangé ou stratifié dans
les compartiments, de préférence dans les proportions pondérales résine cationique
forte/résine anionique faible de 30-40 %/70-60 %. La résine cationique forte est notamment
sous forme H
+ et la résine anionique faible de préférence sous forme OH
-.
[0017] Nous avons constaté que, lorsque les compartiments de concentration étaient remplis
avec un lit mélangé ou lorsque que ces compartiments étaient vides, le pH augmentait
au cours de la déminéralisation. Ce fait, combiné avec l'augmentation de la concentration
en calcium et en phosphore provenant des compartiments de dilution, entraînait au
cours du temps une chute régulière du débit et une augmentation de la pression dans
ces compartiments, due probablement à la précipitation des phosphates de calcium.
Il est indispensable de palier ce phénomène en évitant que le pH ne dépasse 5 dans
ces compartiments. Pour ce faire, on ajoute une solution aqueuse d'acide, par exemple
d'HCl, de préférence au moyen d'un pH-stat.
[0018] Cette mesure n'est pas nécessaire lorsque les compartiments de concentration sont
remplis avec de la résine cationique seule, qui joue alors le rôle d'abaisser le pH
en libérant continuellement des ions H+.
[0019] On a également observé que la conductivité diminuait dans les compartiments d'électrodes
au cours de la déminéralisation. Lorsque la conductivité devient trop basse dans ces
compartiments, il y a un ralentissement, voire un arrêt de la déminéralisation. Pour
l'éviter, on ajoute un acide en continu, par exemple une solution aqueuse d'acide
sulfurique, de manière à maintenir la conductivité à une valeur compatible avec une
déminéralisation performante, par exemple à une valeur > 5-20 mS.
[0020] Lorsque l'on désire une désanionisation poussée, dans le cas où l'on traite d'autres
matières premières que le lait, notamment le lactosérum acide, il est préférable d'augmenter
le pH du substrat, soit au début du processus de déminéralisation, soit lorsque le
taux de déminéralisation a atteint environ 70 %, à une valeur d'environ 7,5-8, par
alcalinisation, par exemple par une base forte telle que KOH. On peut en variante
ajouter de l'hydroxyde de Ca et le cas échéant chauffer, par exemple à environ 45°
C/20 min., puis éliminer le précipité formé. Une autre variante de cette désanionisation
consiste à faire passer le substrat, par exemple déminéralisé à environ 80 %, à travers
une colonne de résine anionique faible.
[0021] Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre en mode continu, auquel cas
le substrat d'une part peut être dirigé vers le compartiment de dilution du module,
puis évacué de ce compartiment au fur à mesure sous forme de produit déminéralisé
et d'autre part le flux de lavage peut être dirigé vers le compartiment de concentration
et la saumure en être évacuée au fur et à mesure.
[0022] Dans une variante de mise en oeuvre, en mode discontinu ou par charges, le substrat
peut être recirculé en boucle à travers le compartiment de dilution et la saumure
recirculée en boucle à travers le compartiment de concentration, jusqu'à ce que l'on
atteigne le taux de déminéralisation recherché.
Après déminéralisation, le réactant obtenu peut être le cas échéant neutralisé par
addition d'un alcali, de préférence de qualité alimentaire, puis séché, par exemple
par pulvérisation dans une tour de séchage.
[0023] Le produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qu'il soit
liquide ou en poudre, peut servir d'ingrédient dans la fabrication d'un aliment destine
à l'alimentation humaine ou animale.
[0024] Il peut être utilisé en remplacement du lait ou du lactosérum comme ingrédient de
la fabrication de produits de confiserie-chocolaterie, et en particulier en tant que
rempaceur de lactosérum dans la fabrication des produits infantiles, notamment de
laits adaptés au lait maternel.
[0025] Le procédé selon l'invention sera décrit plus en détail par référence au dessin annexé
dont la figure 1 représente schématiquement un appareil simplifié d'électrodéionisation.
Par simplification, une seule séquence de cellules alternées y est représentée alors
qu'en réalité un module comporte plusieurs séquences de cellules alternées agencées
en parallèle.
[0026] A la figure 1, le module 1 comprend en alternance des membranes polymères semi-perméables
2a, 2b, perméables aux cations et imperméables aux anions, chargées négativement,
par exemple par des groupes sulfoniques et 3a, 3b, perméables aux anions et imperméables
aux cations, chargées positivement, par exemple portant des groupes ammonium quaternaires
entre des électrodes, une anode 4 et une cathode 5.
[0027] Les membranes 2b et 3a délimitent une cellule remplie de billes de résine, par exemple
cationique forte 6 et anionique faible 7, en lits mélangés, constituant un compartiment
de dilution 8 entouré de deux espaceurs délimités respectivement par les membranes
2a, 3a et 2b, 3b, remplis de résine formant les compartiments de concentration 9a,
9b. Les compartiments anodique 10 et cathodique 11 entourent les compartiments de
concentration 9a, 9b situés aux extrémités du module.
[0028] L'appareil fonctionne de la manière suivante:
[0029] Le flux de substrat à déminéraliser 12 traverse le compartiment de dilution 8 dans
lequel il est débarrassé de ses cations tels que C
+ adsorbés par la résine cationique forte et de ses anions tels que A
- adsorbés par la résine anionique faible.
[0030] Sous l'effet du champ électrique, CE créé entre les électrodes, les anions se dirigent
vers l'anode 4, traversent la membrane 3a et sont repoussés par la membrane 2a. Parallélement,
les cations se dirigent vers la cathode 5, traversent la membrane 2b et sont renvoyés
par la membrane 3b. Il en résulte un appauvrissement du substrat 12 en ions, qui est
évacué sous forme de flux de réactant déminéralisé 13 et un enrichissement en ions
du flux de solution de lavage 15 entrant dans les compartiments de concentration 9a,
9b qui en est évacué sous forme de flux de saumure 14. Ces flux constituent le circuit
hydraulique des compartiments de concentration, CHC.
[0031] De manière concommitante, des cations passent du compartiment anodique 10 vers le
compartiment de concentration 9a à travers la membrane 2a et sont repoussés au niveau
de la membrane 3a, cependant que des ions H
+ migrent à travers tout le module et régénèrent les billes de résine cationique forte.
Parallèlement, des anions passent du compartiment cathodique 11 vers le compartiment
de concentration 9b à travers la membrane 3b et sont repoussés au niveau de la membrane
2b, cependant que des ions OH
- migrent à travers tout le module et régénèrent les billes de résine anionique faible.
Il se produit en somme une électrolyse de l'eau fournissant les ions de régénération.
Les flux circulant dans les compartiments anodique et cathodique et de l'un à l'autre
constituent le circuit hydraulique des compartiments des électrodes, CHE.
[0032] Les exemples ci-après illustrent l'invention.
[0033] Dans ceux-ci,
- les pourcentages et parties sont pondéraux, sauf indication contraire,
- préalablement à leur traitement, les matières premières ont été centrigugées à 2000
g ou filtrées, de manière à les débarasser des particules solides susceptibles de
colmater le module,
- les valeurs analytiques ont été obtenues par les méthodes suivantes:
- contenu en protéines brutes: calculé à partir des mesures par la méthode de Kjeldhal
de l'azote total (TN) x 6,38,
- contenu en protéines vraies: calculé à partir des mesures par la méthode de Kjeldhal
de l'azote total (TN) et de l'azote non protéique (NPN), soit comme
(TN-NPN) x 6,38,
- cendres: déterminées par calcination à 550° C,
- teneurs en cations (Ca++, Mg++, Na+, K+) et en phosphore: mesurées par spectroscopie atomique d'absorption (ASS),
- teneurs en citrate et lactate: déterminées par méthodes enzymatiques (Boehringer Mannheim,
1984),
- teneur en Cl-: mesurée par titration potentiométrique avec AgNO3 avec une électrode d'argent.
Exemple 1
[0034] On rinse abondamment les modules, dont les compartiments de dilution et de concentration
contenant des billes en lits mélangés de résine cationique forte HP111 (forme H
+)/résine anionique faible HP661 (forme OH
-), Rohm & Haas, dans les proportions 40/60, sont remplis avec de l'eau distillée et
on remplit les différents compartiments de la manière suivante:
- les compartiments d'électrodes avec 4l d'une solution aqueuse de Na2SO4 à 7 g/l dont le pH est ajusté à 2 avec du H2SO4,
- les compartiments de concentration avec 4 l d'une solution aqueuse de 2,5 g/l de NaCl,
- les compartiments de dilution avec 2,5 kg du substrat à déminéraliser, soit un lait
écrémé concentré par évaporation à 23,2 % de matière sèche.
[0035] Après 10 min de recirculation pour stabiliser la pression des différents compartiments,
on prend 400 ml du substrat du compartiment de dilution, on le pèse et on le réserve
pour analyse. On fixe la tension à la valeur maximum de 28 V, le courant électrique
commence à circuler entre les électrodes et la déminéralisation débute. On contrôle
continuellement la conductivité, la température et le pH dans les différents compartiments
et on réalise une déminéralisation pertielle souhaitée, c'est à dire une réduction
des éléments salins Na
+, K
+, Cl
- sans trop diminuer le calcium. On arrête la déminéralisation lorsque l'on a réduit
le taux de cendres de 30 % par rapport au produit de départ. La déminéralisation a
lieu en discontinu, par charges, c'est à dire en faisant recirculer le substrat à
travers le module jusqu'à ce que la totalité du volume de la charge ait atteint la
conductivité fixée comme objectif.
[0036] A la fin du processus de déminéralisation, on coupe le courant, on recueille le volume
total de réactant déminéralisé, soit le perméat, on le pèse et on le sèche par lyophilisation.
On procède de même avec la saumure du compartiment de concentration ou rétentat et
avec les solutions des compartiments d'électrodes.
[0037] Enfin, on rinse le module plusieurs fois à l'eau distillée ou, si nécessaire, on
le lave avec une solution contenant 2,5 % NaCl/1 % NaOH ou avec une solution de 5
% NaCl/1 % de percarbonate de Na, on le rince à l'eau distillée et on le maintient
rempli d'eau entre les charges.
[0038] Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 1 ci-après.
Tableau 1
Produit |
Protéines brutes TN x 6,38 |
Cendres (%) |
Na (%) |
K (%) |
Ca (%) |
Mg (%) |
Lactose (%) |
Lait évaporé |
37,11 |
8,32 |
0,55 |
1,58 |
1,3 |
0,113 |
49,46 |
Lait évaporé électrodéionisé |
37,89 |
5,83 |
0,48 |
0,67 |
1,14 |
0,082 |
50,11 |
[0039] On ne constate pas de pertes en protéines. Le produit obtenu après le traitement
présente des attributs gustatifs particuliers. Il est en particulier moins salé et
plus sucré que le lait évaporé standard lorsqu'il est comparé à ce dernier à même
teneur en matière grasse. Il est également plus stable thermiquement.
Exemple 2
[0040] On procède comme à l'exemple 1 à la déminéralisation d'un perméat de microfiltration
de lait écrémé, obtenu par passage du lait écrémé sur un module pourvu d'une membrane
minérale Tecsep ® de 0,14 micron, jusqu'à un facteur de concentration volumique de
6x.
[0041] Le taux de déminéralisation choisi est 95 %. Les résultats obtenus sont indiqués
dans le tableau 2 ci-après.
Tableau 2
Produit |
Protéines brutes TN x 6,38 |
Cendres (%) |
Lactose (%) |
Na (%) |
K (%) |
Ca (%) |
Mg (%) |
P (%) |
Citrate (%) |
Perméat de microfiltration de lait écrémé |
9,06 |
7,32 |
- |
0,595 |
2,45 |
0,46 |
0,109 |
0,627 |
2,59 |
Perméat de microfiltration de lait écrémé électrodéionisé |
9,8 |
0,39 |
85,01 |
0,054 |
0,04 |
0,031 |
0,016 |
0,13 |
0,46 |
-: Non mesuré. |
[0042] La perte en protéines vraies est d'environ 5 %.
Exemple 3
[0043] On procède comme à l'exemple 2 à la déminéralisation d'un perméat de microfiltration
de lactosérum doux de fromagerie reconstitué à partir de poudre et ayant été préalablement
microfiltré comme à l'exemple 2. Le taux de déminéralisation choisi est 97 %. Les
résultats obtenus sont indiqués dans le tableau 3 ci-après.
Tableau 3
Produit |
Protéines brutes TN x 6,38 |
Protéines vraies (TN- NPN) x 6,38 |
Cendres (%) |
Na (%) |
K (%) |
Ca (%) |
Mg (%) |
Perméat de microfiltration de lactosérum doux |
10,65 |
8,22 |
7,51 |
1,75 |
1,13 |
0,29 |
0,63 |
Perméat de microfiltration de lactosérum doux électrodéionisé |
9,63 |
8,18 |
0,24 |
0,04 |
0,019 |
0,016 |
0,002 |
[0044] Il n'y a pratiquement pas de pertes en protéines vraies.
Exemple 4
[0045] On procède comme à l'exemple 2 à la déminéralisation d'un lactosérum acide de caséinerie
préconcentré, mais en remplissant le compartiment de dilution avec un mélange de 40/60
% de résine cationique forte, HP 111 (forme H+)/résine anionique faible, HP 661 (forme
OH-), Rohm & Haas et en laissant vide le compartiment de concentration.
[0046] Au bout d'environ 30-40 min., le pH dans le compartiment de concentration a augmenté
jusqu'à une valeur proche de 5, et on constate une diminution régulière du débit et
une augmentation de la pression dans ce compartiment. On maintient alors de pH en
dessous de 5 par compensation automatique en ajoutant une solution aqueuse à 30 %
de HCl, par exemple au moyen d'un pH-stat.
[0047] On constate également une diminution de la conductivité dans les compartiments d'électrodes,
que l'on maintient à 5-20 mS en ajoutant continuellement une solution aqueuse d'acide
sulfurique.
Exemple 5
[0048] On procède comme à l'exemple 2 à la déminéralisation d'un lactosérum acide de caséinerie
préconcentré, mais en remplissant le compartiment de dilution avec un mélange de 40/60
% de résine cationique forte, HP 111 (forme H+)/résine anionique faible, HP 661 (forme
OH-), Rohm & Haas et le compartiment de concentration avec la résine cationique forte,
HP 111 (forme H+). Dans ces conditions, c'est la résine forte qui maintient le pH
dans le domaine acide.
[0049] D'autre part, on maintient la conductivité dans les compartiments d'électrodes à
5-20 mS en ajoutant continuellement une solution aqueuse d'acide sulfurique.
Exemple 6
[0050] On procède comme à l'exemple 4, mis à part le fait que, une fois atteint le niveau
de 75 % de déminéralisation, l'on ajuste le pH du substrat entrant dans l'appareil
à 7,5-8 par addition d'une solution aqueuse de KOH, et on maintient le pH à cette
valeur jusqu'à un niveau de déminéralisation de 90 %. On obtient ainsi une réduction
sensible de la quantité d'anions présente dans le lactosérum liquide final, en comparaison
avec ce qui est obtenu sans ajustement préalable du pH.
1. Procédé de déminéralisation de produits et dérivés laitiers à l'exclusion du lactosérum
doux de fromagerie,
caractérisé par le fait que l'on électrodéionise une matière première liquide d'origine lactique dans un appareil
comprenant des compartiments de dilution et des compartiments de concentration,
les compartiments de dilution contiennent des billes de résines constituées d'un mélange
de résine cationique et de résine anionique faible et les compartiments de concentration
soit:
i) ne contiennent pas de résine,
ii) contiennent des billes de résines constituées d'un mélange de résine cationique
et de résine anionique faible ou
iii) contiennent des billes de résine cationique forte
et
que l'on règle le pH des compartiments de concentration à une valeur inférieure à
5.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matière première liquide d'origine lactique est un lait écrémé, un perméat
de microfiltration ou d'ultrafiltration de lait écrémé, un lactosérum acide de caséinerie
ou de fromagerie, c'est à dire un liquide obtenu après coagulation de la caséine par
acidification, un perméat d'ultrafiltration d'un tel lactosérum, un perméat de microfiltration
de lactosérum, leurs équivalents et leurs mélanges, ces matières premières pouvant
être brutes, concentrées ou reconstituées dans un milieu aqueux à partir de poudres
par recombinaison.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre l'électrodéionisation avec des billes de résine cationique forte
et anionique faible en lit mélangé ou stratifié dans les compartiments de dilution,
et que les proportions pondérales résine cationique forte/résine anionique faible
sont 30-40 % / 70-60 %.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résine cationique forte est sous forme H+ et la résine anionique faible sous forme OH-.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on maintient la conductivité des compartiments d'électrodes à au moins 5 mS.
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que, dans le cas où l'on traite d'autres matières premières que le lait, notamment le
lactosérum acide, l'on ajuste le pH du substrat entrant ou de ce substrat une fois
atteint un taux de déminéralisation d'environ 70 %, à une valeur de 7,5-8.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'après déminéralisation, l'on neutralise et l'on sèche le réactant.
1. Verfahren zur Entmineralisierung von Milchprodukten und -derivaten unter Ausschluß
von Käsereisüßmolke,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein von Milch stammendes flüssiges Ausgangsmaterial einer Elektrodeionisation
in einem Gerät unterzieht, das Verdünnungskammern und Konzentrationskammern aufweist,
die Verdünnungskammern Kugeln aus Harzen enthalten, die aus einer Mischung von kationischem
Harz und schwach anionischem Harz bestehen, und die Konzentrationskammern
i) entweder kein Harz enthalten
ii) oder Kugeln aus Harzen enthalten, die aus einer Mischung von kationischem Harz
und schwach anionischem Harz bestehen
iii) oder Kugeln aus stark kationischem Harz enthalten
und
daß man den pH-Wert der Konzentrationskammern auf einen Wert unter 5 einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von Milch stammende flüssige Ausgangsmaterial Magermilch, Mikrofiltrations- oder
Ultrafiltrationspermeat von Magermilch, Sauermolke der Caseinherstellung oder der
Käserei, d.h. eine Flüssigkeit, die nach Koagulation von Casein durch Ansäuerung erhalten
wird, ein Ultrafiltrationspermeat einer solchen Molke, ein Mikrofiltrationspermeat
von Molke, ihre Äquivalente und ihre Mischungen ist, wobei diese Ausgangsmaterialien
roh, konzentriert oder aus Pulvern durch Rekombination in einem wässrigen Medium rekonstituiert
sein können.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elektrodeionisation mit Kugeln aus stark kationischem und schwach anionischem
Harz in Misch- oder Schichtbett in den Verdünnungskammern durchführt und daß die Gewichtsanteile
von stark kationischem Harz/schwach anionischem Harz 30-40%/70-60% betragen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stark kationische Harz in H+-Form und das schwach anionische Harz in OH--Form vorliegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, däß man die Leitfähigkeit der Elektrodenkammern auf mindestens 5 mS hält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man, wenn man andere Ausgangsmaterialien als Milch, insbesondere Sauermolke, behandelt,
den pH-Wert des eintretenden Substrats oder dieses Substrats nach Erreichen eines
Entmineralisierungsgrads von etwa 70% auf einen Wert von 7,5-8 einstellt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Reaktand nach Entmineralisierung neutralisiert und trocknet.
1. Process for the demineralisation of milk products and derivatives, excluding sweet
whey from cheesemaking,
characterised in that a liquid raw material of lactic origin is electrodeionised in an apparatus comprising
dilution compartments and concentration compartments, the dilution compartments contain
balls of resins made up of a mixture of cationic resin and weak anionic resin and
the concentration compartments either:
i) do not contain any resin,
ii) contain balls of resins made up of a mixture of cationic resin and weak anionic
resin or
iii) contain balls of strong cationic resin
and
that the pH of the concentration compartments is regulated to a value lower than 5.
2. Process according to claim 1, characterised in that said liquid raw material of lactic origin is a skimmed milk, a skimmed milk microfiltration
or ultrafiltration permeate, an acid whey from casein production or cheesemaking,
i.e. a liquid obtained after coagulation of casein by acidification, an ultrafiltration
permeate of such a whey, a microfiltration permeate of whey, equivalents and mixtures
thereof, it being possible for these raw materials to be crude, concentrated or reconstituted
in an aqueous medium from powders by recombination.
3. Process according to claim 1 or 2, characterised in that electrodeionisation is carried out with balls of strong cationic resin and weak anionic
resin in a mixed or stratified bed in the dilution compartments, and that the proportions
by weight of strong cationic resin/weak anionic resin are 30-40% / 70-60%.
4. Process according to claim 1, characterised in that the strong cationic resin is in the H+ form and the weak anionic resin is in the OH- form.
5. Process according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the conductivity of the electrode compartments is maintained at a minimum of 5 mS.
6. Process according to any one of claims 2 to 5, characterised in that, where raw materials other than milk are being treated, particularly acid whey, the
pH of the initial substrate, or of this substrate once a rate of demineralisation
of about 70% has been reached, is adjusted to a value of 7.5 - 8.
7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterised in that, after demineralisation, the reagent is neutralised and dried.